Effect of shear bands on texture evolution in middle-high stacking fault energy metals as characterized on model polycrystalline copper

• Autorzy: Paul H. , Driver J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ pasm ścinania na ewolucjętekstury w metalach o średniej i dużej energii błędu ułożenia analizowany na przykładzie polikrystalicznej miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Periodic crystal lattice rotations within compact clusters of shear bands (SB), developed in copper (purity of 99.98%), have been characterized to examine the role of lattice re-orientation within grains on slip propagation across grain boundaries. Polycrystalline copper (grain size 50m) was deformed 50% in plane strain compression at room temperature to form two sets of well-defined macroscopic shear bands (MSB). The deformation-induced sub-structures and local changes in crystallographic orientations were investigated by FEG-SEM, equipped with high resolution EBSD. In all the deformed grains examined (within MSBs) a strong tendency to strain-induced re-orientation could be observed. Their crystal lattice rotated in such a way that one of the {111} slip planes became nearly parallel to the direction of maximum shear. A natural consequence of this rotation is the formation of a specific MSB microtexture which facilitates slip propagation across grain boundaries without any visible variation in the slip direction although the slip plane did not coincide exactly in the adjacent grains.

PL

W pracy analizowano zmiany orientacji sieci krystalicznej w obszarach zwartych pakietów makroskopowych pasm ścinania (PS) w polikrystalicznej miedzi o czystości 99.98% i o wyjściowej wielkości ziaren 50μm. Szczególna uwagę skoncentrowano na zagadnieniu propagacji PS poprzez granice ziaren. Próbki odkształcano w płaskim stanie w próbie nieswobodnego ściskania, w temperaturze otoczenia, do momentu, gdy następowało uformowanie się dwu rodzin makroskopowych pasm ścinania. Rozwój tekstury dyslokacyjnej oraz zmiany orientacji analizowano za pomocą systemów pomiaru orientacji lokalnych w mikroskopie skaningowym i transmisyjnym. We wszystkich analizowanych ziarnach w obszarze makroskopowych pasm ścinania obserwowano silna tendencje do rotacji sieci krystalicznej. Kierunek rotacji związany był z obrotem sieci krystalicznej do takiego położenia, w którym jedna z płaszczyzn typu {111} pokrywa się z płaszczyzną ścięcia. Naturalna konsekwencja takiej rotacji jest uformowanie się specyficznej mikrotekstury makroskopowych pasm ścinania. Rotacja ta umożliwia także propagacje pasm poprzez granice ziaren bez widocznej zmiany w kierunku ścięcia.

Słowa kluczowe

EN

shear bands; texture; microstructure; copper; orientation mapping

PL

pasmo ścinania; tekstura; mikrostruktura; miedź

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 1
• Strony: 19--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Paul H.

autor

Driver J.

Bibliografia

• [1] E. El-Danaf, S. R. Kalidindi, R. D. Doherty, C. Necker, Deformation texture transition in α-brass: critical role of micro-scale shear bands, Acta Materialia 48, 2665-2673 (2000).
• [2] P. Wagner, O. Engler, K. Lücke, Formation of Cu-type shear bands and their influence on deformation and texture of rolled f.c.c. {112}<111> single crystals, Acta Metall. Mater. 43, 3799-3812 (1995).
• [3] Z. Jasieński, T. Baudin, A. Piątkowski, R. Penelle, Orientation changes inside shear bands occurring in channel-die compressed (112)[1-1-1] copper single crystals, Scripta Materialia 35, 397-403 (1996).
• [4] H. Paul, M. Darrieulat, A. Piątkowski, Local Orientation Changes and Shear Banding in {112}<111>-Oriented Aluminium Single Crystals, Z. Metallkd. 92, 1213-1221 (2001).
• [5] H. Paul, J. H. Driver, C. Maurice, Z. Jasieński, The Structure of Shear Bands in Twinned FCC Single Crystals, Mat. Sci. Engn. A359, 178-191 (2003).
• [6] H. Paul, A. Morawiec, E. Bouzy, J. J. Fundenberger, A. Piątkowski, On Brass-type Shear Bands and their Influence on Goss and Brass Texture Components, Metallurgical & Material Transactions 35A, 3775-3786 (2004).
• [7] H. Paul, J. H. Driver, C. Maurice, A. Piątkowski, The role of shear banding on deformation texture in low stacking fault energy metals as characterized on model Ag crystals, Acta Materialia 55, 833-847 (2007).
• [8] H. Paul, A. Morawiec, J. H. Driver, E. Bouzy, On twinning and shear banding in a Cu-8 at.%Al alloy plane strain compressed at 77K, International Journal of Plasticity, DOI: 10.1016/j.ijplas.2008.10.003, article in press (2009).
• [9] C. Donadille, R. Valle, P. Dervin, R. Penelle, Development of texture and microstructure during cold-rolling and annealing of F.C.C. alloys: Example of an austenitic stainless steel. Acta metallurgica 32, 1547-1571 (1989).
• [10] A. Weidner, P. Klimanek, Shear banding and texture development in cold rolled αbrass, Scripta Materialia 38, 851-856 (1998).
• [11] C. S. Da Costa Viana, J. C. Parades, A. L. Pinto, A. M. Lopez, EBSD analysis of shear banding In α-brass, in: J. Szpunar (Ed.), Proceeding of the 12th International Conference on Textures of Materials, Trans. Tech. Publ., Toronto, Canada, 671-676 (1999).
• [12] H. Inagaki, M. Koizumi, C. S. T. Chang, B. J. Duggan, Orientation imaging microscopy of the shear bands formed in Al-5%Mg alloys during cold rolling, Mater. Sci. Forum 587-592, 396-402 (2002).
• [13] A. Huot, R. A. Schwarzer, J. H. Driver, Texture of shear bands in Al-Mg3% (AA5182) measured by BKD, Mat. Sci. Forum 273-275, 319-326 (1998).
• [14] A. A. Ridha, W. B. Hutchinson, Recrystallization mechanisms and the origin of cube texture in copper, Acta metallurgica 30, 1929-1939 (1982).
• [15] D. Dörner, Y. Adachi, K. Tsuzaki, Periodic crystal lattice rotation in microband groups in a bcc metal, Scripta Materialia 57, 775-778 (2007).
• [16] D. Dörner, S. Zaeffere r, D. Raabe, Retention of the Goss orientation between microbands during cold rolling of an Fe3%Si single crystal, Acta Mater. 55, 2519-2530 (2007).
• [17] K. Mori i, H. Mecking, Y. Nakayama, Development of shear bands in fcc single crystals. Acta metallurgica 33, 379-386 (1985).
• [18] A. Korbel, P. Martin, Microscopic versus macroscopic aspect of shear bands deformation, Acta metalialia 34, 1905-1909 (1986).